Вентиляція повітря у приміщенні – одна із головних складових підтримки в ньому оптимальних для людини характеристик мікроклімату. Навесні та влітку, коли дні теплі, це завдання вирішується досить легко. Однак, у холодну пору року повітряний потік, що подається в приміщення, необхідно підігрівати. Один із варіантів його підготовки – використання припливно-витяжної вентиляції з рекуператором.
Для чого обігрівати повітряний потік, що подається в приміщення
При розрахунках системи вентиляції для приміщення враховується три значення: необхідна кратність повітрообміну, об’єм приміщення та повний об’єм повітря, що знадобиться для повного повітрообміну. Разом з тим, необхідно враховувати і призначення приміщення, що буде вентилюватись. Так, кількість свіжого повітря, необхідна одній людині при мінімальній фізичній активності, становить 20 м3/год. При середній фізичній активності даний показник зросте до 45 м3/год, та – до 60 м3/год, при високій.
Крім цього, дуже важливою являється температура та відносна вологість повітря. Між ними є пряма залежність: чим нижча температура повітря, тим менше вологи воно може містити в собі. Оптимальною для людини прийнято вважати температуру 21-22 С та 40-60-відсоткову вологість. При таких показниках в одному метрі кубічному повітря буде міститися близько 9 грам води. У прохолодну та холодну пори року значення вологості падає до 30%. Ось чому, для створення комфортних умов перебування людини, повітря перед подачею в приміщення необхідно потрібно підігріти та зволожити.
Задля чого необхідні рекуператори повітря
Рекуперація – повернення частини енергії для її повторного використання в рамках технологічного процесу. Це активно використовують, наприклад, в залізничному транспорті (зокрема, в локомотивах на електротязі). Стосовно систем вентиляції рекуперація дозволяє виконати теплообмін між двома повітряними потоками (що подаються в приміщення і видаляються) для зменшення енерговитрат на підготовку повітря.
Призначення та цінність рекуператорів легко зрозуміти на прикладах. Так, у зимову пору ПВУ без рекуператора подаватиме в приміщення повітря, температура якого становить, припустимо, -20 С. Його потрібно нагріти до прийнятних +20–22 С. При об’ємі приміщень до 1000 м3 на це може знадобитися близько 14 кВт електроенергії. Рекуператор дозволяє зменшити дану цифру до 1–1,5 кВт. У теплу пору року ситуація зворотна: у приміщення подається нагріте до +35…40 С повітря, а видаляється охолоджене до комфортних +20 С. Рекуператор дозволяє охолодити його до подачі, зменшивши витрати на електроенергію, що споживається системою кондиціювання.
Якими можуть бути і чим відрізняються рекуператори
Основний параметр рекуператора – його ККД. Він говорить про частку теплової енергії, яку може використовувати повторно рекуператор. Розрізняють кілька видів таких пристроїв, що відрізняються конструкцією та ККД:
- Пластинчасті перехресно-потокові рекуператори є пакетом тонких металевих, пластикових або целюлозних пластин, поміщених у металевий корпус. Потоки припливного і повітря, що видаляється, рухаються назустріч один одному по сусідніх проміжках між пластинами, не змішуючись. В результаті тепле повітря нагріває пластини та через них передає тепло холодному. Рекуператори з целюлозними пластинами можуть вирівнювати як температуру, а й вологість повітря.
Ефективність пристроїв цього виду сягає 60%. Це не найвище значення, але рекуператори відрізняються компактністю і невисокою ціною, в їх конструкції немає рухливих деталей, які потребують електроживлення і схильні до зносу. Їхнє слабке місце – можливість обмерзання з боку витяжки при негативних температурах (нижче −5 0С). Щоб уникнути цього, у вентиляційному каналі перед входом до рекуператора з боку вулиці встановлюють електронагрівач.
Роторні рекуператори складаються з металевого корпусу, в якому встановлений ротор, що обертається. Він являє собою циліндр, заповнений плоскими і гофрованими стрічками, що чергуються. Вони формують безліч осередків, якими проходить повітря. Ротор розміщений таким чином, що одна його половина знаходиться в каналі для повітря, що видаляється, а друга – в каналі для припливного. Він повільно обертається, і комірки по черзі обдуваються то теплим, то холодним повітрям. Внаслідок температури потоків вирівнюються.
Ефективність таких пристроїв досягає 85%, і вони можуть вирівнювати як температуру, а й вологість повітря. При цьому вони габаритніші і дорожчі за перехресно-потокові аналоги, у них є рухомі частини, які потребують електроживлення і схильні до зносу. Обмерзання осередків рекуператорів можливе, але при нижчій температурі: −20 0С та нижче. Щоб уникнути цього, у сильні морози потрібно зменшувати швидкість обертання ротора. Слабке місце пристроїв – можливість змішування потоку повітря, що видаляється і припливного. Тому встановлювати їх для обслуговування приміщень зі шкідливими викидами або специфічно ними запахами (кухні, санвузли, зали для курців та інші) не варто.
Рекуператори з проміжним теплоносієм являють собою два відсіки, по яких назустріч один одному рухається поток, що видаляється і припливний. Між ними розміщена ємність із незамерзаючою рідиною (антифризом). Вона відіграє роль проміжного теплоносія і потрібна, щоб передавати тепло від холодного нагрітого повітря. При використанні таких пристроїв потоки теж не поєднуються, але їх ефективність дуже низька: близько 50%.
Плюси та мінуси систем вентиляції з рекуператорами
З мінусів слід зазначити чотири моменти:
- Установки з рекуператором коштують дорожче.
- Додаються агрегати, отже, зростає складність та вартість технічного обслуговування системи вентиляції.
- Рекуператор займає додаткове місце. І чим потужніша система, тим він габаритніший.
- При встановленні роторних рекуператорів слід враховувати можливість змішування потоку повітря, що видаляється і припливного.
Головний плюс використання установок припливно-витяжної вентиляції з рекуператором – економія електроенергії на підготовку повітря. Вона сягає 85 %. Крім того, знижується потреба в електроенергії самої установки. Так, установки без рекуператора комплектують електронагрівачем. Щоб нагрівати повітря від −25 0С до +20 0С із продуктивністю 200 м3/год (це мінімальний приплив свіжого повітря для будинку чи квартири площею 100–160 м2), його потужність має бути не менше 3 кВт. Усунути такий перепад температур за допомогою одного рекуператора теж не вийде, але при використанні потужності електронагрівача буде вже не 3, а 1 кВт.
Для дачних будинків площею 100-160 м2 також зручно використовувати системи вентиляції з рекуператором. Через високу вартість підключення газопостачання приміщення часто опалюють за допомогою електрики. Найчастіше в цьому випадку виділяється ліміт 15 кВт на місяць. І цю електроенергію потрібно використовувати не тільки для опалення, а й для освітлення, підігріву води, приготування їжі, підключення побутових електроприладів та іншого. Рекуператор дозволяє знизити витрати на підготовку повітря у системі вентиляції з 10 до 1–1,5 кВт. Серйозний аргумент на користь використання.
У короткій перспективі системи вентиляції з рекуператором однозначно дорожчі за аналоги без рекуператора. Але якщо встановлювати їх для тривалого використання, економічний ефект переважить додаткові вкладення.
